存儲器是人工智能的驅(qū)動力。HBM戰(zhàn)爭仍在加劇，另一方面，美光GDDR 7的送樣，GDDR 7對決正在悄然拉響。

GDDR是Graphics Double Data Rate縮寫，全稱是雙重圖像倍數(shù)據(jù)速度。這是一種專門為圖形控制部件設(shè)計的（GPU）同步雙數(shù)據(jù)速率動態(tài)存取存儲器設(shè)計（SDRAM）。一九九八年，三星電子推出了首款16。 Mb GDDR內(nèi)存芯片。從那以后，GPU和CPU在內(nèi)存道路上分道揚鑣。起初，顯卡內(nèi)存適合CPU內(nèi)存，主要使用DDR內(nèi)存。但由于圖像處理需求逐年增加，顯卡逐漸轉(zhuǎn)向圖形處理器的選擇。（GPU）GDDR的設(shè)計。由于GDDR具有較好的數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬，因此在推動GPU發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。

01 GDDR技術(shù)的發(fā)展歷程

經(jīng)過20多年的發(fā)展，GDDR家族已迭代至第七代，GDDR家族主要有GDDR家族。、GDDR2、GDDR3、GDDR4、GDDR5 和 最新推出的GDDR6和GDDR6 七。在這里，我們先來看看前六代的技術(shù)表現(xiàn)。

雖然GDDR是專門為GPU設(shè)計的，但最初的一、二代GDDR和GDDR 與DDR相比，2并沒有太大的提升，所以GPU制造商也沒有得到大規(guī)模的選擇。所以GDDR的正式認(rèn)可和迭代可以說是從GDDR3開始的。

Nvidia和AMD等重要GPU制造商的參與，使得GDDR標(biāo)準(zhǔn)得到了極大的提高，得益于工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，GDDR3內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度從最初的1GHz逐漸上升到2.5。GHz，在近五年的生命周期中，完成了大幅度的改進，為現(xiàn)代圖像處理和運算提供了強大的支持。

在GDDR3的基礎(chǔ)上，GDDR4進一步提高了數(shù)據(jù)傳輸速度和能效。雖然GDDR4在技術(shù)上取得了進步，但是因為當(dāng)時NVIDIA和ATI之間的GDDRR4 4標(biāo)準(zhǔn)意見不一致，競爭激烈。NVIDIA沒有使用GDDRR。 這樣一來，其市場份額相對有限，成本較高，GDDR4很快就被歷史遺忘了。

在2008年之后，GDDR5大大提高了帶寬和速度，成為高性能顯卡的必需品。GDDR5具有較好的時鐘頻率和數(shù)據(jù)傳輸速率，在各種圖像處理和運算任務(wù)中得到了廣泛的應(yīng)用。在GDDR5之后，NVIDIA還和美光推出了GDDR5X半代產(chǎn)品，用于NVIDIA高端顯卡。

而且GDDR6在數(shù)據(jù)傳輸速率和能效方面進一步提高，成為現(xiàn)代高端GPU的主流選擇。PAM444引進了GDDR6X（Pulse Amplitude Modulation 四是信號技術(shù)，顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。在其Ampere架構(gòu)中，Nvidia，例如GeForce RTX 3080和RTX 首次采用GDDR6X內(nèi)存的3090。

由此可見，從最初的GDDR到最新的GDDR6，GDDR內(nèi)存經(jīng)歷了許多技術(shù)迭代和性能提升。每一代GDDR內(nèi)存都在不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸速率、帶寬和能效，滿足了GPU和圖像處理日益增長的需要?，F(xiàn)在，它已經(jīng)成為人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域最受歡迎的內(nèi)存芯片之一。

02 拉響GDDR7對抗

現(xiàn)在，三星、美光和SK海力士已經(jīng)開始提供GDDR7內(nèi)存樣品，GDDR 7對決即將拉開帷幕。

三星和SK海力士領(lǐng)頭陣陣

在今年3月NVIDIA的GTC會議上，三星和SK海力士都公布了各個GDDR7的相關(guān)指標(biāo)。兩家公司都展示了16Gb(2GB)密度的商品，24Gb(3GB)的更高版本沒有出現(xiàn)在這波浪潮中。

根據(jù)三星的披露，三星GDDR7芯片只有1.1。 DRAMV的電壓下實現(xiàn)32 Gbps的速度，在JEDECGDDR7規(guī)范中，這超過了1.2。 V，這種性能是通過首次應(yīng)用PAM3信號來實現(xiàn)的。再加上三星獨特的其它電池管理創(chuàng)新，能源效率提高20%，待機功耗降低。 50%，從而降低整體功耗。三星在封裝基板上還是有一些創(chuàng)新的，采用了一種高傳熱、低熱阻的環(huán)氧模塑料。 (EMC) 進行 GDDR7 包裝，以確保有源元件(IC本身)不會過熱， GDDR6 芯片相比，減少70%的熱阻。這類芯片選擇512M 選擇266針FBGA的x32組合 封裝。

而且SK海力士表示，它將提供40%的速率。 GDDR7芯片Gbps。最新的GDDR7產(chǎn)品提供的最大帶寬與前身GDDR6相比達到160GB/s，上一代商品(GDDR6位80GB/s）功耗效率提高了40%，內(nèi)存密度提高了1.5倍，促進了視覺效果的進一步提高。單一的四通道方式，提高了內(nèi)存并行計算能力，每一通道支持32字節(jié)數(shù)據(jù)訪問。GDDR7除四通道方式外，還支持雙通道方式，提供適應(yīng)不同應(yīng)用需求和系統(tǒng)架構(gòu)的靈活配置選項。

GDDR7SK海力士技術(shù)指標(biāo)(來源：SK海力士)

SK海力士GDDR7的尺寸與GDDR6相同，大小為12毫米。 x 14mm，這意味著GDDR7可以在不重新設(shè)計線路板的情況下，直接更換現(xiàn)有的GDDR6模塊。此外，GDDR7內(nèi)存還配備了PCB(印刷電路板)設(shè)計的專用內(nèi)存實現(xiàn)方案，以最大限度地提高其性能和質(zhì)量。

(來源：SK海力士)

海力士16Gb GDDR7 芯片基本準(zhǔn)備好了，今年晚些時候會批量出貨。三星的樣品也在生產(chǎn)過程中。

雖然尚不清楚誰將成為三星和SK海力士GDDR7內(nèi)存的第一批客戶，但考慮到兩家公司都在NVIDIA。 在GTC2024上展示，NVIDIA也是其中之一。

遲來的美麗光芒

2024年6月4日，美光宣布將開始為下一代GPU提供GDDR7內(nèi)存樣品，其速度為28GB/s和32Gb/s。新一代GDDR7選擇了美光科技的1β (1-beta) DRAM 技術(shù)制造，大大提高了能效和性能。

在宣布這一消息時，美光公布了一些有吸引力的數(shù)字。該公司表示，32Gb/s 提供GDDR7與GDDR6相比，內(nèi)存帶寬高60%，總線384位可達1.5位TB/s內(nèi)存帶寬。與上一代產(chǎn)品相比，這是一個顯著的飛躍，前一代產(chǎn)品在RTX。 4090等 384位內(nèi)存總線在GPU上最高可達1TB/s。與此同時，工作電壓降至1.2V，上一代是1.35V，美光說，GDDR7的效率高于GDDR6 提升了50%，實現(xiàn)節(jié)能的方法主要包括分割電壓平面、部分設(shè)備運行和休眠模式。選擇更薄的FBGA封裝高度(1.1毫米對比1.2。mm）高熱導(dǎo)EMC封裝，提供65%更好的熱阻，為臺式機和筆記本電腦提供更好的熱管理。

與GDDR7相比，美光GDDR6的特點

在游戲中，美光GDDR7的這些特性得到了改進，生成AI、高性能計算（HPC）這一領(lǐng)域前景廣闊。這意味著GDDR7可能與HBM競爭。例如，在游戲領(lǐng)域，GDDR7預(yù)計每秒幀數(shù)。（FPS）在生成式AI應(yīng)用中，GDDR7提供了超過1.5的1.5，特別是在光線跟蹤和光柵化的工作負(fù)荷下，可以提高30%以上； TB高系統(tǒng)帶寬/s，預(yù)計從生成式AI文本到圖像生成的響應(yīng)時間將減少20%。；對HPC而言，GDDR7估計可減少處理時間，無縫多任務(wù)處理，實現(xiàn)復(fù)雜的工作負(fù)荷(如動畫、3D設(shè)計、科學(xué)模擬和金融建模)。

根據(jù)美光的通知，其GDDR7內(nèi)存將于2024年下半年直接在美光銷售，并通過精選的全球渠道經(jīng)銷商和經(jīng)銷商銷售。NVIDIA使用美光的內(nèi)存是肯定的，因為美光之前是專門給的。 Nvidia 制造GDDR6x，但美光GDDR7的通知中也提到了AMD，所以AMD也有可能加入這個團隊。

03 GDDR 7最大的技術(shù)變化

JEDEC于2024年3月發(fā)布GDDR7 記憶標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。JEDEC 是微電子產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。如圖所示，GDDR7的每個引腳帶寬最高可達48 Gbps，244X遠遠高于GDDR6和GDDR6X Gbps。GDDR7的總帶寬在256位總線總寬下達到1024 GB/sec，7688顯著高于GDDR6和GDDR6X GB/sec。GDDR7的工作電壓為1.2 V，1.35，GDDR6和GDDR6X。 V更低。就信號技術(shù)而言， 采用PAM-3信號技術(shù)，GDDR6X采用PAM-4，GDDR6采用傳統(tǒng)的NRZ信號技術(shù)。GDDR7的最大密度為64 Gb，它是GDDR6和GDDR6X的兩倍。選擇2666GDDR7 在GDDR6和GDDR6X之間，F(xiàn)BGA封裝180 FBGA。

與前幾代相比，圖表顯示了GDDR7在帶寬、功耗和封裝方面的顯著改善。來源：anandtech

GDDR7最大的技術(shù)變化在于內(nèi)存總線從2位不歸零。 (NRZ) 代碼轉(zhuǎn)換為3位脈沖(-1、0、 1）幅度調(diào)制 (PAM3) 編碼。PAM3使得GDDR7能夠在2個周期內(nèi)傳輸3位數(shù)據(jù)，僅這一變化就提高了50%的數(shù)據(jù)傳輸效率。隨著PAM3信號的變化，內(nèi)存行業(yè)有了擴展的新途徑。 GDDR 該設(shè)備的性能可以促進圖形和各種高性能應(yīng)用的穩(wěn)定發(fā)展。

NRZ和PAM代碼之間的差異可以在圖片中直觀地看到。來源：三星

以前使用非歸零的GDDR標(biāo)準(zhǔn)（NRZ）通過兩個信號電平，技術(shù)將編碼為1或0的數(shù)據(jù)傳輸。這一方法在幾代GDDR中得到了充分的應(yīng)用，但是隨著時鐘速度和系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，它已經(jīng)成為一個很大的瓶頸。為解決這一挑戰(zhàn)，美光和英偉達推出了創(chuàng)新GDDR6X技術(shù)，采用多級信號技術(shù)。GDDR6X是唯一一家提供GDDR6X的企業(yè)，GDDR6X采用PAM4信號技術(shù)，提供了行業(yè)領(lǐng)先的>1.1。 TB/s帶寬。

在GDDR6X方面，美光的成功和經(jīng)驗為下一代使用類似信號的GDDR奠定了基礎(chǔ)。雖然PAM3每個周期傳輸?shù)谋忍財?shù)量都低于GDDR6X上的PAM4，但是PAM3提供了50%的更高電壓裕度，而且編碼復(fù)雜度更低，這減少了對內(nèi)存總線更高頻率的需求，減少了信號損失。

值得注意的是，GDDR7可以在PAM-3和NRZ之間切換，這取決于它所承受的負(fù)荷。如果需要極高的性能，就會被激活。 PAM-3，但是對于節(jié)能降耗非常重要的情況(例如非游戲、桌面使用)，將會啟用。 NRZ 為了保持良好的散熱性能。

另外，一項巨大的技術(shù)變革是，GDDR 7內(nèi)存有4個獨立通道，可以增加各種工作負(fù)荷的數(shù)據(jù)流，所以延遲相對較低。

GDDR 通道結(jié)構(gòu)(來源：anandtech）

04 寫在最后

三星、SK海力士、美光三大存儲巨頭都推出了自己的GDDR7內(nèi)存產(chǎn)品，并展開了激烈的競爭。需要時間來驗證誰能在這場技術(shù)競賽中脫穎而出。然而，這場比賽不僅關(guān)系到市場份額的競爭，也關(guān)系到誰能在性能、能效和創(chuàng)新應(yīng)用上取得突破，推動下一代圖形內(nèi)存技術(shù)的發(fā)展。

GDDR7顯卡什么時候出現(xiàn)？考慮到 AMD 和 Nvidia 每兩年新發(fā)布一次 GPU 結(jié)構(gòu)節(jié)奏，NVIDIA 和 AMD 預(yù)計將在 2024 第一款選擇于年底推出 GDDR7 的獨立 GPU。消費級Blackwell架構(gòu)產(chǎn)品和AMDRDNA是最有可能的。 四。咱們拭目以待吧。

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